(57)【要約】      （修正有）【課題】管内へのボスの圧入時に切粉が発生せず、さらに、ボスの引き抜き耐力に優れたフィルム用巻芯を提供することにある。【解決手段】管１は、長手方向両端部にボス２をそれぞれ取り付けるものであり、ボス２は、支持部３と管１との取付部４を有しており、管１の内径はボス２の取付部４の外径より０．１〜０．２ｍｍ小さく形成してあり、管１の内径面粗度は、Ｒａ１．２〜３．２であり、ボス２の圧入角度は、Ｒ１以上であることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管は、長手方向両端部にボスをそれぞれ取り付けるものであり、ボスは、支持部と管との取付部を有しており、管の内径はボスの取付部の外径より０．１〜０．２ｍｍ小さく形成してあり、管の内径面粗度は、Ｒａ１．２〜３．２であり、ボス２の圧入角度は、Ｒ１以上であることを特徴とするフィルム用巻芯。
【請求項２】
管の内径は、２００〜４００ｍｍであり、管の肉厚が５〜１２ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のフィルム用巻芯。
【請求項３】
管をアルミニウム合金６Ｎ０１で成形し、ボスをアルミニウム合金６０６１で成形していることを特徴とする請求項１又は２記載のフィルム用巻芯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶フィルムなどを巻き取って保管するフィルム用巻芯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６（ｂ）に示すものは、液晶フィルムなどを巻き取るための巻芯であり、この種の巻芯は、長尺な管２１と、その管２１の長手方向両端部に取り付けるボス２２とから構成してある。そして、図６（ａ）のように、両側の各ボス２２の支持部２３を支持台２５のボス受け２６にそれぞれ置くことにより、フィルム２７を巻き出し可能な状態で支持するものであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
管２１にボス２２を嵌め込んだときに、嵌合部分２４で切り粉が発生することにより、フィルム２７を傷付ける懸念があった。さらに、従来のものは管２１からのボス２２の引き抜きに弱い問題点があった。本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、切り粉の発生を抑えてボスの引き抜き耐力を有するフィルム用巻芯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のうち請求項１記載の発明は、アルミ製の管とボスとを備え、管は、長手方向両端部にボスをそれぞれ取り付けるものであり、ボスは、支持部と管との取付部を有しており、管の内径はボスの取付部の外径より０．１〜０．２ｍｍ小さく形成してあり、管の内径面粗度は、ＲＡ１．２〜３．２であり、ボスの圧入角度は、Ｒ１以上であることを特徴とする。  
【０００５】
本発明のうち請求項２記載の発明は、管の内径は、２００〜４００ｍｍであり、管の肉厚が５〜１２ｍｍであることを特徴とする。
【０００６】
本発明のうち請求項３記載の発明は、管をアルミニウム合金６Ｎ０１で成形し、ボスをアルミニウム合金６０６１で成形していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明によれば、管の内径がボスの外径より０．１〜０．２ｍｍ小さく形成してあり、さらに、管の内径面粗度をＲａ１．２〜３．２としたものに、ボスの圧入角度がＲ１上となるように、ボスの取付部を形成してあることで、ボスの圧入時に、管内周面の粗面の凸部を塑性変形させながら管内に嵌入するので、管内周面から切粉が発生することがなく、液晶パネルを保管するクリーンルーム等でも支障なく使用できるとともに、管からのボスの引き抜き耐力が大きくなるので、ボスと管が堅牢に取り付けることができる。
【０００８】
本発明のうち請求項２記載の発明によれば、管の外径を２００〜４００ｍｍとし、肉厚を５〜１２ｍｍすることにより、引抜き耐力が向上してボスと管の取付状態がより一層堅牢なものとなる。    
【０００９】
本発明のうち請求項３記載の発明によれば、ボスをアルミニウム合金６０６１で成形し、管をアルミニウム合金６Ｎ０１で成形しているので、いずれのアルミニウム合金についても加工性や引張強度を有する素材であり、さらに、押出性やコスト面でもフィルム用巻芯として最適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）（ｂ）は、図２（ｂ）中Ａを拡大してボスと管との取り付け状態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、本実施によるフィルム用巻芯を示す縦断面図であり、（ｂ）は、要部を拡大した縦断面図である。
【図３】（ａ）は、本実施によるフィルム用巻芯を示す全体正面図であり、（ｂ）は、側面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、本実施によるボスの製造手順を示す簡略化した正面図である。
【図５】本実施によるフィルム用巻芯の製造手順を示す簡略化した斜視図である。
【図６】（ａ）は、従来のフィルム用巻芯を示す縦断面図であり、（ｂ）は、要部を拡大した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面に基づいて本実施によるフィルム用巻芯について説明する。本実施によるフィルム用巻芯（以下、巻芯と記す）は、管１と、管１の長手方向両端部に取り付けられるボス２とを備えており、図３（ａ）（ｂ）のように、支持台９のボス受け１０に置かれている。管１は、図２（ａ）のように、Ａ６Ｎ０１Ｓ−Ｔ５（アルミニウム合金６Ｎ０１を押出し成形したもの）であり、本実施のものでは、管１の内径が２４５ｍｍに設定されている。ボス２は、図３（ｂ）のように、筒状をなす支持部３と、その支持部３よりも径が大きく且つ管１の長手方向両端部に嵌入して取り付ける取付部４とからなっており、Ａ６０６１ＦＤ−Ｔ６（アルミニウム合金６０６１の鍛造成形品）を使用している。また、支持部３は、長手方向の長さが５０ｍｍとしてあり、外径が１７０ｍｍ、内径が１５２．５ｍｍである。さらに、取付部４の径は、外径が２５５．２〜２５５．３ｍｍであり、管１内に飲み込まれる長さは５０ｍｍとしてある。また、管１とボス２は、管１の外周側から直交方向に差し込まれるピン６を連通して抜け止めするものであり、そのピン６を嵌入するためのピン孔７ａ，７ｂが管１とボス２の取付部４にそれぞれ設けてある。また、図１（ａ）（ｂ）のように、管１のボス２の取付箇所となる端部内周面Ｑは、旋盤加工により粗面に形成してあり、その面粗度は、Ｒａ１．２〜３．２以下になっており、これにより、ボス２を管１に嵌入したときに、管１内周の粗面にボス２の取付部４の先端側外周部Ｐの圧入角度がＲ１以下のテーパ部が押圧し、管１内周の粗面の凹凸を塑性変形させながら嵌入していく。このことから、ボス２の嵌入時に管１端部内周面Ｑから切粉が発生せず、切粉によるフィルムを損傷から守ることができる。
【００１２】
図４（ａ）（ｂ）は、本実施によるボス２の製造方法を示すものである。
上型１２ａと下型１２ｂとを有し、上型１２ａが上下動する態様のプレス機を使用するものであり、上型１２ａには、ボスの取付部４に相当する形状をなす上側凹部１３ａが設けてあり、また、下型１２ｂには、ボス２の支持部３に相当する形状をなす下側凹部１３ｂが設けてある。そして、図４（ａ）のように、下型１２ｂにアルミニウム合金材２ａを置き、上型１２ａにより複数回プレスすることにより、アルミニウム合金材２ａを鍛錬していく。このとき、下型１２ｂではボス２の支持部３と取付部との境界部分にＲを形成するが、そのＲについては２０Ｒとなるように設定されている。その後、図４（ｂ）のように、アルミニウム合金材２ａの内部を切除して筒状にするとともに、取付部４を切除で形成し、ボス２を製造する。
【００１３】
管１の製造方法については、図５（ａ）のように、管材１ａの外周面に対し、半円弧状の凹部が設けてある管成形用上型１４ａおよび下型１４ｂにより管材１ａを回しながら切削していき、切削後に得られる管１の外径が所定の径となるように成形する。図５（ｂ）のように、管１外周面とボス２取付部４の嵌入部を管１を回転させながら切削する。そして、製造された管１の長手方向両端部の開口のそれぞれに上記工程で製造されたボス２を嵌入して取り付ける。図５（ｃ）にように、ボス２の取付部４を張出部が当接するまで管１の長手方向両端部の開口に嵌入させて差し込む。図５（ｄ）のように、管１とボス２の１２０°間隔の三箇所に、管１とボス２の取付部４とを連通するピン孔７ａ，７ｂを設ける。そして、図５（ｅ）のように、すべてのピン孔７ａ，７ｂにピン６を嵌入して連通し、管１とボス２とを離脱不能に固定し、図５（ｆ）のように、管１外周面を回転しながら仕上げ切削加工を施すことで本実施によるフィルム巻芯が完成する。
【００１４】
上記のように形成される巻芯は、ボス２がフィルム１１の荷重や衝撃で破損しないものであるのはもちろん、鍛造性やコスト面も考慮する必要がある。このことから、ボス２の材質選定については、アルミニウム合金２０００系、６０００系、７０００系のうちのいずれかが望ましい。このうち、アルミニウム合金２０００系と７０００系は、耐食性が悪く、本実施によるフィルム用巻芯のように屋外使用が想定されるものでは、汚れを落とすために水洗浄が行われることから一定の耐食性を有する必要がある。さらに、本実施では、ボス２のアルミニウム合金材２ａとして径が２００ｍｍを超える押出し棒材を使用することから、強度の高いアルミニウム２０００系と７０００系では押出し性が悪く製造が難しい。また、アルミニウム合金２０００系と７０００系は、変形抵抗値が高いことから鍛造成形には適さず、このことからアルミニウム合金６０００系が選定される。アルミニウム合金６０００系のうち、アルミニウム合金６Ｎ０１やアルミニウム合金６０６３は、成形性は良いが強度不足になるため、Ａ６０６１ＦＤ−Ｔ６（アルミニウム合金６０６１）とするものである。
【００１５】
管１は、径が大きいため、変形抵抗値の大きな２０００系、７０００系では押出しが困難であることから、アルミニウム合金６０００系が選択され、その中で押出性、コスト、強度を鑑みたときにＡ６Ｎ０１Ｓ−Ｔ５を選定するものである。ボス２と同様にＡ６０６１ＦＤ−Ｔ６で成形したときには、押出し性が悪いためにコスト高になり、また、押出し性の良好なＡ６０６３Ｓ−Ｔ５としたときには、耐力値が想定される使用環境では満たされないことから管１としては適さない。
【００１６】
上記のように形成した本実施によるフィルム用巻芯は、管１にフィルム１１を巻いた状態で支持台９のボス受け１０に置いたとき、ボス２の支持部３で管１とフィルム１１の荷重を受けることになる。このとき、ボス２の支持部３と取付部４との境界部８で応力が発生することになるが、ボス２の寸法の設定については、支持部３の長手方向の寸法が４０〜６０ｍｍに設定してある。この範囲内とするのは、４０ｍｍ未満としたときに、ボス２の支持部３と支持台９のボス受け１０との掛かりが浅くなって単位面積あたりの荷重が大きくなり、ボス２に変形のおそれがある。さらに、上記寸法で支持部３の掛かりを確保しようとすれば、境界部８にＲが設けられなくなるので、ボス２の耐久性の確保が難しくなる。これとは反対に、ボス２の支持部３の長手方向の寸法を６０ｍｍよりも長くしたときには、支持部３で発生する曲げモーメントが大きくなり、支持部３が破損するが懸念があると共に、支持台９から外に突出した支持部３が保管時や搬送時の邪魔になってしまう。また、６０ｍｍよりも長く形成した支持部３は、ボス受け１０で受ける範囲を大きくして支持台９を大型化すれば、巻芯の収納性が悪くなってしまう。さらに、巻芯搬送中に加わる揺れや不意の衝撃により、巻芯が格納スペース内で不規則に動いたときには、支持部３が他の搬送品等に引掛かる問題点も考えられる。
【００１７】
ボス２の支持部３の外径を１６０ｍｍ未満としたときには、上記のように長さが４０〜６０ｍｍとすれば、せん断応力が弱くなるため、支持部３の変形を防ぐためにはボス２の肉厚を厚くしなければならなくなる。さらに、外径を１８０ｍｍよりも大きくしたときには、支持部３に垂直荷重が加わればボス２が凹みやすくなるため、この変形を防ぐためには、同じようにボス２の肉厚を厚くする必要がある。このことからボス２の支持部３は、長さが４０〜６０ｍｍの範囲とし、外径を１６０〜１８０ｍｍの範囲とするものである。さらに、ボス２の支持部３と取付部４との境界部８に設けられるＲは、上記したボス２の支持部３の長さ寸法と外径寸法を考慮したとき、１０〜２０Ｒの範囲とするものであり、フィルム１１を巻いた状態の巻芯を支持台９のボス受け１０で支持したときに、支持部３と取付部４の境界部８に設けてあるＲにより応力が分散する。
【００１８】
本発明のフィルム用巻芯は、管１の内径がボス２の取付部４の外径より０．１〜０．２ｍｍ小さく形成してあるが、０．１ｍｍ未満であれば、管１とボス２の取付部４の重なり代が小さくなって適正な締付力が得られない。また、０．２ｍｍより大きい場合には、管１とボス２の取付部４の重なり代が大きく、ボス２の管１への圧入時に管１が変形する懸念がある。さらに、本発明のフィルム用巻芯は、管の内径面粗度は、Ｒａ１．２〜３．２であるが、Ｒａ１．２未満であれば、ボス２の管１への圧入が容易となるが、締結後の摩擦力が低下する。また、Ｒａ３．２よりも大きい場合には、圧入時に線上のバリが発生して内部に残留する懸念がある。さらに、本発明のフィルム用巻芯は、ボス２の取付部４の管１への圧入角度がＲ１以上としてあるが、Ｒ１未満であれば、取付部４の先端部がかじることにより局部変形が生じる懸念がある。さらに、本発明のフィルム用巻芯は、管の内径が２００〜４００ｍｍであるが、２００ｍｍ未満であれば、フィルム重量に耐え得る剛性を有しない懸念がある。また、４００ｍｍより大きい場合には、成形の問題上、管１の厚みを増やす必要があることからコストアップの問題がある。また、管１の肉厚が5〜１２ｍｍとしているが、５ｍｍ未満であれば、剛性が保てずに旋盤加工のときに加工面が粗く形成される「びびり」が発生する懸念がある。また、１２ｍｍより大きい場合には、剛性は保てるが切削代が増えるために加工手間が増える問題があり、さらに、剛性が高過ぎるために曲げ矯正ができない不都合がある。
【符号の説明】
【００１９】
１  管
２  ボス
３  支持部
４  取付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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